光模塊關(guān)鍵性能參數(shù)體系解析：發(fā)射光功率與接收靈敏度的技術(shù)探微

作為光通信系統(tǒng)的核心光電轉(zhuǎn)換器件，光模塊的發(fā)射光功率與接收靈敏度構(gòu)成了其核心性能指標(biāo)體系，直接決定了光鏈路預(yù)算的有效性和系統(tǒng)誤碼性能。本文從技術(shù)維度深入解析這兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的技術(shù)內(nèi)涵及其工程應(yīng)用要點(diǎn)。

一、發(fā)射光功率（Tx Optical Power）技術(shù)特性分析

物理定義與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
發(fā)射光功率表征光模塊在額定工作條件下（典型溫度25℃±5℃，標(biāo)稱供電電壓），其激光器組件經(jīng)調(diào)制驅(qū)動(dòng)后輸出的平均光功率值。該參數(shù)采用對(duì)數(shù)單位dBm表征，其換算關(guān)系為：P(dBm)=10·log??(P(mW)/1mW)。需特別注意的是，實(shí)際測(cè)試需嚴(yán)格遵循眼圖模板測(cè)試規(guī)范，確保消光比（ER）符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)要求。

工程應(yīng)用準(zhǔn)則
典型單模光模塊發(fā)射功率范圍遵循SFF-8472協(xié)議規(guī)定：

1.25G SFP模塊：-3~-9dBm（傳輸距離20km）

10G LRM模塊：-6.5~-1dBm（傳輸距離220m）

100G ER4模塊：+4~+5dBm（傳輸距離40km）

在實(shí)際組網(wǎng)設(shè)計(jì)中需執(zhí)行鏈路預(yù)算計(jì)算：
鏈路余量 = 發(fā)射功率 - 接收靈敏度 - 總鏈路損耗（含插入損耗、連接器損耗、光纖衰減及系統(tǒng)余量）
當(dāng)節(jié)點(diǎn)損耗超過(guò)15dB時(shí)，建議采用帶APD接收機(jī)的長(zhǎng)距模塊（如40km/100km規(guī)格），其典型發(fā)射功率可達(dá)+2~+5dBm，通過(guò)提升發(fā)射端OSNR裕量補(bǔ)償傳輸損耗。

二、接收靈敏度（Rx Sensitivity）技術(shù)機(jī)理探究

參數(shù)定義與測(cè)試方法
接收靈敏度定義為在特定傳輸速率下（如10Gbps），保證目標(biāo)誤碼率（BER≤1E-12）所需的最小可接收平均光功率。該參數(shù)受光電探測(cè)器（PIN/APD）、跨阻放大器（TIA）噪聲系數(shù)及時(shí)鐘恢復(fù)電路性能共同制約。測(cè)試需采用標(biāo)準(zhǔn)PRBS23碼型，通過(guò)誤碼率測(cè)試儀（BERT）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量。

關(guān)鍵技術(shù)影響因素

速率相關(guān)性：10G速率下典型靈敏度為-12dBm，25G速率降為-8dBm，主要源于更高速率導(dǎo)致更短比特周期，要求更高信噪比

調(diào)制格式差異：NRZ調(diào)制的靈敏度優(yōu)于PAM4約6dB，因PAM4存在固有電平間干擾

光電探測(cè)器類型：APD接收機(jī)相比PIN可實(shí)現(xiàn)5-10dB靈敏度提升，但需權(quán)衡倍增噪聲代價(jià)

三、系統(tǒng)級(jí)性能驗(yàn)證策略
建議采用雙參數(shù)聯(lián)調(diào)檢測(cè)法：

發(fā)射端：使用光功率計(jì)測(cè)量實(shí)際輸出功率，需滿足TDP（Typical Detected Power）在規(guī)格值的±2dB范圍內(nèi)

接收端：構(gòu)建環(huán)回測(cè)試環(huán)境，注入可調(diào)衰減光信號(hào)，記錄BER≤1E-12時(shí)的臨界接收功率

動(dòng)態(tài)性能驗(yàn)證：進(jìn)行壓力眼測(cè)試（Stressed Eye Testing），評(píng)估模塊在色散、抖動(dòng)等損傷條件下的靈敏度劣化特性

工程選型建議：
對(duì)于骨干網(wǎng)長(zhǎng)距傳輸場(chǎng)景（>80km），推薦選用帶SOA放大器的相干模塊，其接收靈敏度可達(dá)-28dBm級(jí)別，同時(shí)需注意控制非線性效應(yīng)引起的信號(hào)畸變。數(shù)據(jù)中心短距互聯(lián)可選用VCSEL-based多模方案，在保證-1dBm發(fā)射功率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)。

審核編輯 黃宇